Высокачашчынны сканцэнтраваны ультрагукавы датчык

Распаўсюджванне датчыка вібрацыі ў асяроддзі называецца хваляй. Ёсць дзве ўмовы для ўзнікнення хвалі: вібрацыя (генераваная крыніцай хвалі) і распаўсюджванне (неабходнасць распаўсюджвання асяроддзя). У залежнасці ад генерацыі ваганняў, яго можна падзяліць на механічныя хвалі і электрамагнітныя хвалі. Механічныя хвалі ўзнікаюць у выніку распаўсюджвання механічных ваганняў у асяроддзі. Ультрагукавыя хвалі - гэта механічныя хвалі, і для іх распаўсюджвання патрабуецца асяроддзе. Цела чалавека як асяроддзе гукавых хваль мае розныя акустычныя ўласцівасці ў розных тканках, п'езакерамічныя матэрыялы п'езадыскі могуць быць выкарыстаны ў медыцынскіх мэтах для дыягностыкі фізіялагічных характарыстык органаў у целе.

У 1917 г. французскі вучоны Поль Ланжэвен адкрыў зваротны п'езаэлектрычны эфект, які адбываецца ўздоўж паверхні п'езаэлектрычнага матэрыялу. Пэўнае напружанне прыкладваецца ў напрамку электрычнай восі, і з-за дзеяння электрычнага поля цэнтр станоўчых і адмоўных зарадаў унутры ўзмацняльніка п'езаздымчыка ссоўваецца. Такім чынам, унутры матэрыялу ўзнікае напружанне, якое выклікае дэфармацыю матэрыялу. і паспяхова развіваецца першы практычны. Датчык Ланжевена адносна просты ў выкарыстанні PZT матэрыял п'езадыскі Крышталі кварца ў якасці п'езаэлектрычнага матэрыялу і ўтвораны шляхам заціску дзвюх сталёвых пласцін. З-за дрэннай стабільнасці, нізкай трываласці і нізкай магутнасці. Недахопы былі заменены ламінаванымі магнітастрыкцыйнымі пераўтваральнікамі, якія з'явіліся пасля 1933 года. На больш позняй стадыі гэта электрастрыкцыя з сегнетоэлектрычнымі матэрыяламі (керамічная кіслата), п'езаэлектрычная кераміка (свінцова-кіслотная, свінцовая PZT). Развіццё матэрыялаў і сталасць працэсу палярызацыі прывялі да вывучэння сэндвіча. п'езаэлектрычны ультрагукавыя пераўтваральнікі.

У 1970-я гады п'езаэлектрычныя керамічныя кампазіты былі распрацаваны з выкарыстаннем PvDF у якасці падкладкі і PZT, прымацаванага да падкладкі. Матэрыял мае лепшыя характарыстыкі, чым чыстая п'езаэлектрычная кераміка, і можа лепш палепшыць адпаведныя характарыстыкі матэрыялу. Да гэтага часу большасць п'езаэлектрычных матэрыялаў У медыцынскіх ультрагукавых пераўтваральніках у якасці п'езаэлектрычных матэрыялаў выкарыстоўваюцца кампазітныя матэрыялы. У параўнанні з аднафазнымі п'езаэлектрычнымі кампазітамі п'езаэлектрычныя кампазіты маюць больш высокі электрамеханічны каэфіцыент напрамку таўшчыні, нізкі акустычны супраціў, нізкі каэфіцыент бакавога электрамеханічнага згуртавання, нізкую дыэлектрычную пранікальнасць, нізкі механічны каэфіцыент якасці, а таксама добрую гнуткасць і кіравальнасць, што дазваляе лёгка вырабляць гатунак высокапрадукцыйных Пьезотрубка PZT-52 для высокапрадукцыйнай клінічнай дыягностыкі. Такія як ультравысокачастотныя, шырокапалосныя, мініяцюрныя пераўтваральнікі. З развіццём п'езаэлектрычных матэрыялаў удасканальваюцца вытворчыя працэсы, павялічваецца магутнасць апрацоўкі, а частата ультрагукавой дыягностыкі таксама становіцца ўсё вышэй і вышэй. Высокачашчынны ультрагукавы датчык мае частату сардэчных скарачэнняў >20 МГц, асабліва высокачашчынныя ультрагукавыя датчыкі могуць палепшыць раздзяляльнасць візуалізацыі мэтавай вобласці, ультрагукавой біялагічны мікраскоп (UBM), фотаакустычная візуалізацыя (фотаакустычная візуалізацыя, PAI), ультрагук (IVUS). Эксперыменты на дробных жывёл і іншыя вобласці маюць шырокія перспектывы прымянення, і гэтая тэма заснавана на гэтым фоне.